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概要: M5Stackデバイスを用いたLoRaWAN470ゲートウェイとノードの手順通り設置

本渡辺淳一はどう绍介 m5ベーシック を通じて、本体と[モジュールlora(433 mhz)] ( https://docs.m5stack.com/zh_cn/module/lora ) lorawan470ゲートウエイとノードの実現に向けて、[ttn] ( https://www.thethingsnetwork.org)と通信し、我々のファームウエアを[burner] ( https://docs.m5stack.com/zh_cn/download)、ユーザーはBurnerでパラメータを設定できます

ハードウェアの組み立て

1.1 ハードウェアの準備

ハードウェアリスト：
BASICホスト：3台（ゲートウェイ1台、ノード2台）
Module LoRa (433MHz)：3台（ゲートウェイ1台、ノード2台）
ENV-II Unit：2台

433MHzモジュール、ENV-II Unit、coreホストを組み立て、そのうち2台をLoRaWanの端末、1台をLoRaWanのゲートウェイとして使用します。

  • 完成図：
注意：Module LoRa (433MHz) モジュールは DIO1 を GPIO34 に接続する必要があります。

ファームウェアの焼録と設定

2.1 ゲートウェイ

2.1.1 ゲートウェイのファームウェア焼録と設定

  1. M5burnerアプリケーションを開き、ゲートウェイのファームウェアを焼録します。
注意：初回焼録時、M5BurnerNVSの設定を求めるメッセージが表示されます。

その時点で、Bボタンを押下すると、BurnerNVSの設定プログラムを起動できます。

  1. M5Burnerを開き、BurnerNVSの設定画面に進み、設定を行います。
必須のパラメータ：
1. WIFI_SSID: WIFIのSSID
2. WIFI_PASS: WIFIのパスワード
3. 他のパラメータはデフォルトのままにしても問題ありません（デフォルトの周波数は471.9MHz/SF7、デフォルトのサーバーはnam1.cloud.thethings.network、デフォルトのタイムゾーンは+8）
4. 設定完了後、ホストのBボタンを押下して再起動し、ゲートウェイのファームウェアの設定は完了です。

2.1.2 在 TTN 上注册网关

  1. まず[ttn] ( https://www.thethingsnetwork.org)のホームページを开け、登録アカウント
  2. 注意：で閲覧できる私たちの渡辺淳一[ttn (the things network)] ( https://docs.m5stack.com/en/guide/lora/lorawan/ttn )
  3. ゲートウエイの黙認のサーバーはnam1.cloud.thethings.net work
  4. 必ず設定するパラメータです
  1. Gateway ID: 人間が識別できる文字列
  2. Gateway EUI: ホスト画面の"GW EUI"項目、MACアドレスに基づいて生成、全世界で一意性を保証
  1. Schedule downlink late: 下行通信の機能に利用するので、チェックを入力
  2. Frequency plan: China 470-510MHz, FSB11を選択
  3. 他のパラメータはデフォルトのままにしても問題ありません。至此、ゲートウェイはTTN上に登録完了です。

2.2 端末

2.2.1 TTN上の端末の作成

  1. アプリの作成

  1. 该アプリ下に、入網方式がOTAAの端末を2つ作成し、各デバイスのDEVEUI、APPEUI、APPKEYを取得します。

  2. 注意：詳細は当社のチュートリアル TTN(The Things Network) を参照してください。

  1. 必須のパラメータ

    1. Frequency plan: China 470-510MHz, FSB11を選択

    2. LoRaWAN version: LoRaWAN Specification 1.0.2

    3. Regional Parameters version: revision Bを選択

  2. 他のパラメータはデフォルトのままにしても問題ありません。至此、端末はTTN上に作成完了です。

2.2.2 ノードのファームウェアの焼録と設定

  • M5burnerアプリケーションを開き、ノードのファームウェアを焼録します。
  • "info"->"burner setup"をクリックして、BurnerNVSの設定プログラムに進みます。
  • M5Burnerを開き、BurnerNVSの設定画面に進み、設定を行います。
必須のパラメータ：
1. APPEUI: TTN上で生成、TTN上で確認可能
2. DEVEUI: TTN上で生成、TTN上で確認可能
3. APPKEY: TTN上で生成、TTN上で確認可能
4. 他のパラメータはデフォルトのままにしても問題ありません
5. 注意：デフォルトでは8つのチャンネルすべてが471.9MHz、拡張因子SF7、入網方式OTAA、送信間隔20秒）至此、ノードのファームウェアの設定は完了です。

ノードとTTNの通信

  1. CayeneLPPライブラリを使用し、情報を封装しています。TTNでデコードの種類をCayeneLPPに変更後、ノードからアップロードしたデータを確認できます。
  1. 上記の手順で設定完了後、ノードはENV-II Unitを通じて環境情報を収集し、20秒の間隔でTTNにアップロードします。ノード上表示の温度湿度データと一致します。

TTNのウェブサイト上で、ダウンリンク情報をダウンリンクキューに追加できます。ノードは次のUplink送信後、Downlink情報を受信します。ノード上表示のデータと設定したデータは一致します。

画面とBurnerNVSのパラメータの詳細

4.1 ゲートウェイ

4.1.1 ゲートウェイ画面

スタート画面:

上から下へ順に：
1. タイトルバー: LoRaWan470 GW
2. 状態ランプ: 通常作業時は青い闪烁、初期化時は黄色
3. GW EUI: 各ゲートウェイ固有のID、MACアドレスから生成
4. Freq: リスン周波数と拡張因子
5. Uplink: ゲートウェイから送信したLoRaデータパケットの数
6. Downlink: ゲートウェイから送信したLoRaデータパケットの数
7. Recently Node: 最近通信したノードのアドレスとRSSI
8. ボタン：
1. info: 情報画面に進むことができます。

上から下へ順に：

  1. タイトルバー: LoRaWan470 GW

  2. 状態ランプ: 正常作業時は青い灯が点撃状態、初期化中は黄色

  3. WiFi SSID: WiFi ID

  4. LoRaWAN Server: LoRaWAN サーバーのアドレス

  5. Port：LoRaWAN サーバーのポート番号

  6. NTP Server: NTP サーバーのアドレス

  7. Timezone: タイムゾーン

  8. ボタン：

    1. back：back：スタート画面に戻る。

    2. burner setup: BurnerNVSの設定プログラムに進む。

4.1.2 ゲートウェイのBurnerNVSパラメータ

  1. WIFI_SSID: WIFI SSID

  2. WIFI_PASS: WIFI password

  3. Frequency: ゲートウェイのリスン周波数。LoRaWANプロトコルを遵守し、LoRaWAN 470の周波数範囲は470MHzから510MHz。具体的な設定はLoRaWANプロトコルを参照し、ゲートウェイとノードの周波数は必ず一致に設定する必要がある。

  4. SF: 拡張因子。範囲は5から0で、それぞれSF7からSF12に対応。ゲートウェイとノードの拡張因子は必ず一致に設定する必要がある。

  5. TTN_SERVER: LoRaWANサーバーのアドレス

  6. TTN_PORT: LoRaWANサーバーのポート番号

  7. NTP_SERVER: NTPサーバーのアドレス

  8. TIMEZONE: タイムゾーン

4.2 节点

4.2.2 ノードのBurnerNVSパラメータ

上から下へ順に：

  1. タイトルバー: LoRaWan470 Node

  2. 状態ランプ: 正常作業時は青い灯が点撃状態、初期化中は黄色

  3. CH Nums: チャンネルと対応の周波数

  4. TX Interval: Uplinkの送信間隔

  5. ENV-II Unit: ENV-II Unitの状態。青い燈は正常作業中、それ以外は赤。 右側は温度と湿度を表示。

  6. ボタン：

    1. beep disable: 喇叭はOFF状態。このボタンを押すとbeep enableに切り替え、Downlinkメッセージを受信した時、喇叭は音を出して通知をする。

    2. info: 情報画面に進む。

    3. uplink enable: Uplinkは有効状態。ノードは20秒の間隔でTTNにメッセージを送信する。このボタンを押すとuplink disableに切り替え。

从上往下分别是：

  1. 标题栏: LoRaWan470 Node

  2. 状态灯: 正常工作时为绿色闪烁状态，黄色为初始化状态

  3. Spec Version: 这个是 LoRaWAN 协议的版本

  4. Mode：入网模式，现在是 OTAA

  5. DEVADDR：设备地址

  6. 按键：

    1. back：返回开始页面。

    2. burner setup: 进入 BurnerNVS 设置程序

4.2.2 节点 BurnerNVS 参数

  1. APPEUI & DEVEUI & APPKEY: OTAAの入網パラメータ。TTNで生成。

  2. TX_INTERVAL: uplinkの時間間隔

  3. CHANNEL0 ~ CHANNEL8: 各チャンネルの周波数。LoRaWANプロトコルを遵守し、LoRaWAN 470の周波数範囲は470MHzから510MHz。具体的な設定はLoRaWANプロトコルを参照し、ゲートウェイとノードの周波数は必ず一致に設定する必要がある。

  4. SF: 拡張因子。範囲は5から0で、それぞれSF7からSF12に対応。ゲートウェイとノードの拡張因子は必ず一致に設定する必要がある。

  5. POWER: 送信電力。範囲は0から20。値が大きいほど電力は大きくなり、デフォルトは20。

  6. ABP_ENABLE: ABP入網モードの有効化。1は有効、0は無効。0の場合はOTAA入網モードで、ABPに関する設定は無効。1の場合はABP入網モードで、OTAAに関する設定は無効。

  7. NWKSKEY & APPSKEY & DEVADDR: ABP入網のパラメータ。TTNで生成可能。

  8. ADR_ENABLE: ADRの有効化。1は有効、0は無効。

  9. APP_PORT: アプリケーションポートの設定。範囲は1から255。

  10. CONFIRM_MSG: 確認情報の有効化。1は有効、0は無効。有効に設定した場合、各uplinkの後ACKを受信する。

他の応用

5.1 運行中のBurnerNVSプログラムに進入

info->burner setupをクリック。

その後、下記の画面に進むと、Burner NVSの設定プログラムに入力した事を確認できる。

この時点で、Burnerアプリケーションを開いてBurnerNVSを設定できる。

5.2 ノードを他のゲートウェイに接続

他のゲートウェイに接続したい場合は、CHANNEL0 - CHANNEL8の周波数を変更する必要がある。

5.3 ノードをABPモードで入網

ABPモードで入網したい場合は、ABP_ENABLEを有効にするだけ。

注意：TTNのABPノード管理ページの「General settings」->「Network layer」->「Advanced MAC settings」で、Rx1 delayを5sに変更し、Resets frame countersのオプションをチェックにする必要がある。
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